高一物理《万有引力的成就》.ppt

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1、6.3万有引力定律,思考:,1.万有引力定律是否只存在于行星和太阳之间?2.万有引力定律是否适用与行星与卫星及地面上的物体之间呢?,不仅存在于太阳和行星之间,同时它存在于世间万物之间,对于行星与卫星之间,地面上的物体之间同样存在着相互作用的万有引力,？,一、月-地实验介绍：,牛顿根据月球的周期27.3天和轨道半径（60倍R地），计算出了月球绕地球做圆周运动的向心加速度为：,一个物体在地球表面的加速度为：,若把这个物体移到月球轨道的高度，其加速度也应是月球的向心加速度之值，根据开普勒第三定律可以导出：,（，而，则）,因为月心到地心的距离是地球半径的60倍，即：,两个结果非常接近，这一发现为牛顿发

2、现万有引力定律提供了有利的论据，即地球对地面物体的引力与天体间的引力本质是同一种力，遵循同一规律。,G=6.671011Nm2/kg2，数值上等于两个质量均为1kg的物体相距1米时它们之间的相互吸引力。,F=Gm1m2/r2,1.公式：,2.引力常量：,二、万有引力定律,卡文迪许扭称实验其意义是用实验证明了万有引力的 存在，使得万有引力定律有了真正 的使用价值。推动了天文学的发展.,3.引力常量G的测定方法及意义：,【例1】如图所示,阴影区域是质量为M、半径为R的球体挖去一个小圆球后的剩余部分.所挖去的小圆球的球心O和大球体球心间的距离是R/2.求球体剩余部分对球体外离球心O距离为2R、质量为

3、m的质点P的引力.,题型一 万有引力定律的适用条件及灵活应用,23GMm/100R2,6.4万有引力的成就,【问题一】如果要知道地球的质量，应该知道哪些条件？,“科学真是迷人”测地球的质量,地表重力加速度:g=9.8m/s2地球半径：R=6400km引力常量：=6.6710-11Nm2/kg2,【问题一】如果要知道地球的质量，应该知道哪些条件？,“科学真是迷人”测地球的质量,地表重力加速度:g=9.8m/s2地球半径：R=6400km引力常量：=6.6710-11Nm2/kg2,【问题一】如果要知道地球的质量，应该知道哪些条件？,“科学真是迷人”测地球的质量,地表重力加速度:g=9.8m/s2

4、地球半径：R=6400km引力常量：=6.6710-11Nm2/kg2,【问题一】如果要知道地球的质量，应该知道哪些条件？,“科学真是迷人”测地球的质量,【问题二】如何知道一个未知天体的质量?,【问题二】如何知道一个未知天体的质量?,思考：1.此方法能求解卫星的质量吗？不同卫星绕太阳运动的半径、周期不同，这种方法能否保证用不同卫星计算出的太阳质量一样？,【问题二】如何知道一个未知天体的质量?,1.用火箭把宇航员送到月球上，如果他已知月球的半径，那么他用一个弹簧测力计和一个已知质量的砝码，能否测出月球的质量？应怎么测定？,2.已知利用下列哪些数据，可以“称”出地球的质量（）A.已知地球半径R和地

5、面的重力加速度gB.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和运行周期TC.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和线速度vD.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和运行周期T,【问题三】如何知道一个天体的密度?,3.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，若认为行星是密度均匀的球体，那么要确定该行星的密度，只需要测量（）A.飞船的轨道半径B.飞船的运行速度C.飞船的运行周期D.行星的质量,一艘宇宙飞船飞近一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员进入预定的考察工作，宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度？说明理由及推导过程。,问题1:应用万有引力定律除可以计算

6、天体 的质量外,还可以在天文学上有什么 作用?,问题2:应用万有引力定律发现了哪些行星?,问题3:人们是怎样应用万有引力定律来发 现未知天体的?,发现未知天体,二、应用万有引力定律还可以发现未知 天体,一、应用万有引力定律可以计算天体的 质量、密度:,O,O1,7.万有引力与重力：,深入探究3.万有引力和重力之间有何关系?,O,O1,F向,G,7.万有引力与重力：,F万,【例】设地球的质量为M，赤道半径R，自转周期T，则地球赤道上质量为m的物体所受重力的大小为？（式中G为万有引力恒量）,【例】设地球的质量为M，赤道半径R，自转周期T，则地球赤道上质量为m的物体所受重力的大小为？（式中G为万有引力恒量）,GMm/R242mR/T2,